Reverzibilno hladno valjanje šipki od legure titanijuma i tehnologija uklanjanja oksidnog filma

Reverzibilno valjanje se odnosi na proces valjanja u kojem se titanijumska šipka više puta sabija i deformira na valjaonici kako bi se konačno dobila debljina proizvoda. Oprema za reverzibilnu valjaonicu je relativno jednostavna i sastoji se od opreme za transport i odmotavanje titanijumskih kotura, valjaonice, prednjih i stražnjih namotača i izlazne opreme za istovar. Neke valjaonice dodaju namotače prije ili poslije valjanja prema tehničkim zahtjevima.

Hladno valjane sirovine isporučuju se pomoću jedinica za toplo valjanje, a jedan toplo valjani kotur od titana teži je manje. Glava i rep titanijumske zavojnice mogu se odrezati i zavariti zajedno na uređaju za odmotavanje kako bi se povećao proizvodni kapacitet procesa hladnog valjanja.

Toplo valjane titanijumske šipke moraju se kiseliti prije hladne valjaonice. Svrha je ukloniti kamenac od željeznog oksida na površini titanijumske šipke, učiniti površinu hladno valjane titanijumske šipke glatkom i osigurati nesmetan napredak proizvodnje valjanja.

Kiseli toplo valjani titanijumski koturovi se podižu iz centralnog skladišta do sedla lančanog transportera, a transportni lanac transportuje titanijumske namotaje u poziciju za odmotavanje u nizu za odmotavanje. Produžena glava remena se uvodi u mašinu za ravnanje sa tri valjka iz glave kuke i šalje u razmak rolne kroz pokretnu ploču za vođenje. Glava trake stiže do izlazne strane motača kroz podignuti ili zatvoreni razmak valjka, ubacuje se u čeljusti namotaja i zateže. Prema debljini titanijumske šipke, nakon nekoliko okreta, podesite pritisak i napetost, a zatim pritisnite ploču za vođenje pritiska da se kotrlja. Nanesite tekućinu za valjanje, pokrenite valjaonicu, povećajte brzinu na normalnu brzinu prema uvjetima valjanja i izvršite prvi prolaz valjanja.

Kada se titanijumski kotur treba kotrljati, valjaonica mora usporiti i zaustaviti se na vrijeme tako da se rep trake zaustavi na ulaznoj strani bubnja za namotavanje. Nakon što kliješta za namotavanje odgrizu rep trake, valjaonica titana zadaje drugi prolaz presovanja prema propisima. Operater bira napetost, dobavlja tečnost za valjanje, a mlin vrši obrnuto valjanje.

U zavisnosti od vrste titanijuma i standarda, u svakom prolazu se izvode 3 do 7 prolaza klipnog valjanja. Kada klipno valjanje dostigne neparan broj prolaza i dostigne debljinu proizvoda, razmak rolne se podiže ili zatvara, a rep se opružuje u skladu s kvalitetom repa trake. Na kolutu zamotača, rep trake je zavaren za vanjsku titanijumsku zavojnicu ili zalijepljen trakom. Zavojnica od titanijuma se transportuje iz rolne pomoću kolica za istovar, a zatim se baca u rezervoar za sakupljanje titanijuma, a zavojnica se obeležava. Prema standardima, može se nadograditi na naknadne procese za nastavak proizvodnje.

U industrijskoj proizvodnji, stepen oksidacije štapova od legure titanijuma može značajno da varira. Ako je prethodni proces jako oksidiran, kao što je jaka oksidacija u uvjetima visoke temperature i stvaranje oksidnog kamenca, mora se izvršiti pjeskarenje. Radni predmet nakon pjeskarenja treba proći kroz naknadne procese (alkalno čišćenje, kiseljenje). Ako je oksidni film tanak i nije potrebno pjeskarenje, može se direktno kiseliti.

Titan dioksid je amfoterno jedinjenje sa nešto većom alkalnošću od kiselosti. Titanijum dioksid je vrlo termički stabilan i raspada se samo na vrlo visokim temperaturama. Takođe je hemijski stabilan i na nižim temperaturama ima dobru stabilnost u mnogim neorganskim i organskim medijima. Nerastvorljiv u vodi i mnogim drugim rastvaračima, nerastvorljiv u raznim razrijeđenim kiselinama osim fluorovodonične kiseline. Dijamant dioksid je također nerastvorljiv u koncentrovanoj sumpornoj kiselini. Međutim, titan dioksid je topiv u vrućoj koncentriranoj otopini sumporne kiseline, dušične kiseline i natrijevog hidroksida i može se koristiti za alkalno čišćenje i kiseljenje titanijumskih vijaka i šipki od legure titanijuma.

Alkalno čišćenje štapova od legure titanijuma, uključujući i druge rijetke metale, provodi se u rastopljenom alkalnom rastvoru. Svrha je uklanjanje oksidnog kamenca na površini štapa od legure titana na površini radnog komada. Djelovanje alkalne otopine i oksidnog kamenca može ukloniti oksidni kamenac. Međutim, kako bi se uklonio oksidni kamenac na površini obratka, a da bi se izbjegle njegove nuspojave, potrebno je izmjeriti oksidans (NaNO3 ili KNO3) u talini NaoH.

Glavni parametri koji utiču na proces alkalnog čišćenja su sastav alkalnog rastvora, temperatura alkalnog čišćenja i vreme.

Odabir alkalnih komponenti uglavnom uzima u obzir kako inhibirati proces apsorpcije vodonika titanijuma tokom alkalnog čišćenja. Titanijumski vijci i šipke od legure titanijuma mogu ispuštati vodonik tokom alkalnog čišćenja, što pruža mogućnost apsorpcije vodonika. Apsorpcija vodika može uzrokovati krhkost vodonika, a sastav alkalne otopine ima značajan utjecaj na količinu apsorpcije vodonika. Dodavanje određenih sastojaka osim natrijum hidroksida ima značajan uticaj na apsorpciju vodonika i gubitak metala tokom alkalnog čišćenja štapova od titanijumske legure.